JP5402241B2 - Output control apparatus, image forming apparatus, and output control method - Google Patents
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Description
本発明は、出力装置の出力量をフィードバック制御する出力制御装置、画像形成装置、および出力制御方法に関する。 The present invention relates to an output control apparatus, an image forming apparatus, and an output control method that perform feedback control on an output amount of an output apparatus.
従来から、電源装置やモータ駆動装置等の装置の電力の供給を一定に保つため、PWM(Pulse Width Modulation)信号等のデューティを測定し、測定したデューティと基準となるデューティとの差を求めて、上述した各種装置の電力をフィードバック制御することが行われている。 Conventionally, in order to keep the power supply of devices such as power supply devices and motor drive devices constant, the duty such as PWM (Pulse Width Modulation) signal is measured, and the difference between the measured duty and the reference duty is obtained. The power of the various devices described above is feedback-controlled.
このようなフィードバック制御を適切に行う技術として、例えば、特許文献1には、電源装置の電圧が目標値と比較して大きい場合と、電源装置の電圧が目標値と比較して小さい場合とに分けてPWM制御することにより、電源装置が供給する電力を良好に保つことができる技術が開示されている。 As a technique for appropriately performing such feedback control, for example, Patent Document 1 discloses that when the voltage of the power supply device is large compared to the target value and when the voltage of the power supply device is small compared to the target value. A technique is disclosed in which the power supplied from the power supply device can be kept good by separately performing PWM control.
しかしながら、特許文献1の技術では、電圧が目標値と比較して大きい場合、小さい場合のいずれの場合も同じ基準でPWM制御している。このため、例えば、図8(a)や図8(b)に示すように、目標値が「50」である場合において、フィードバック制御開始時のPWM信号の値(すなわち、フィードバック制御を行う際の初期値)の違い(図8(a)の場合には初期値が「41」、図8(b)の場合には初期値が「49」)によって、フィードバック制御したPWM信号の平均値にばらつきが生じてしまうという問題があった。すなわち、PWM信号の初期値の違いによって、供給する電力等の出力量に差が出てしまうという問題があった。 However, in the technique of Patent Document 1, PWM control is performed based on the same reference when the voltage is larger than the target value and when the voltage is small. Therefore, for example, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B, when the target value is “50”, the value of the PWM signal at the start of the feedback control (that is, when the feedback control is performed). The average value of the feedback-controlled PWM signal varies depending on the difference in the initial value (the initial value is “41” in the case of FIG. 8A and the initial value is “49” in the case of FIG. 8B). There was a problem that would occur. That is, there is a problem in that the output amount of the supplied power or the like varies depending on the difference in the initial value of the PWM signal.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバック制御する対象となる機器から出力される出力量の初期値の違いにかかわらず、平均的に一定の出力を提供できる出力制御装置、画像形成装置、出力制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an output control device capable of providing an average constant output regardless of a difference in an initial value of an output amount output from a device to be subjected to feedback control, An object is to provide an image forming apparatus and an output control method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる出力制御装置は、制御対象となる第1の機器が出力する第1の出力量を補正するための第1の補正量と、前記第1の出力量を補正するための前記第1の補正量とは異なる第2の補正量とを記憶する記憶手段と、前記第1の機器の出力を制御する制御手段と、前記第1の機器によって出力された前記第1の出力量が、前記第1の出力量の目標値である第1の目標値未満である場合には、前記第1の出力量により動作する第2の機器が出力する第2の出力量と、前記第2の出力量の目標値である第2の目標値と、前記第1の補正量とに基づいて前記第1の出力量を補正し、前記第1の出力量が前記第1の目標値以上である場合には、前記第2の補正量に基づいて前記第1の出力量を補正する調整手段と、を備え、前記制御手段は、補正した前記第1の出力量を出力するように前記第1の機器の出力を制御する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an output control device according to the present invention includes a first correction amount for correcting a first output amount output from a first device to be controlled. Storage means for storing a second correction amount different from the first correction amount for correcting the first output amount, control means for controlling the output of the first device, and the first When the first output amount output by one device is less than the first target value that is the target value of the first output amount, the second output that operates according to the first output amount Correcting the first output amount based on a second output amount output by the device, a second target value that is a target value of the second output amount, and the first correction amount; When the first output amount is equal to or greater than the first target value, the first output amount is set based on the second correction amount. Comprising a positive adjusting means, wherein the control means controls the output of the first device so as to output the corrected first output amount.
また、本発明は、上記出力制御装置で実行される出力制御方法、出力制御装置を備えた画像形成装置である。 The present invention also provides an output control method executed by the output control apparatus and an image forming apparatus including the output control apparatus.
本発明によれば、第1の機器からの第1の出力量が第1の目標値となるようにフィードバック制御する場合において、第1の出力量が第1の目標値以上の場合に第1の出力量を補正するための第1の補正量による第1の出力量のフィードバック制御と、第1の出力量が第1の目標値未満の場合に第1の出力量を補正するための第1の補正量とは異なる第2の補正量による第1の出力量のフィードバック制御とを交互に繰り返し行うので、フィードバック制御を開始する場合の第1の機器からの出力の初期値にかかわらず、第1の機器からの出力の平均値を一定に保つことができるという効果を奏する。 According to the present invention, when feedback control is performed so that the first output amount from the first device becomes the first target value, the first output amount is equal to or greater than the first target value. Feedback control of the first output amount by the first correction amount for correcting the output amount of the first output, and the first output amount for correcting the first output amount when the first output amount is less than the first target value. Since the feedback control of the first output amount by the second correction amount different from the correction amount of 1 is alternately repeated, regardless of the initial value of the output from the first device when starting the feedback control, There is an effect that the average value of the output from the first device can be kept constant.
また、本発明によれば、第1の出力量の上限値が定められている場合において、第1の機器からの第1の出力量と、その第1の出力量を出力した際に生じた第2の出力量と、第1の補正量と、第1の補正量とは異なる第2の補正量とによって、フィードバック制御を繰り返し行うので、供給可能な第1の出力量の上限値が定められている場合であっても、その供給可能な範囲において、より緻密に第1の出力量をフィードバック制御することができ、フィードバック制御を開始する場合の、第1の機器からの第1の出力量の初期値にかかわらず、第1の機器からの出力の平均値を一定に保つことができるという効果を奏する。 Further, according to the present invention, when the upper limit value of the first output amount is set, the first output amount from the first device and the first output amount are generated. Since feedback control is repeatedly performed using the second output amount, the first correction amount, and a second correction amount that is different from the first correction amount, an upper limit value of the first output amount that can be supplied is determined. Even if the first output amount can be feedback-controlled more precisely within the supplyable range, and the first output from the first device when the feedback control is started. Regardless of the initial value of the ability, there is an effect that the average value of the output from the first device can be kept constant.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる出力制御装置、画像形成装置、および出力制御方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an output control device, an image forming apparatus, and an output control method according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
以下では、誘導加熱方式の定着システムを備えた画像形成装置に本発明を適用した場合を例に説明するが、適用可能な装置はこれに限られるものではない。
(First embodiment)
Hereinafter, a case where the present invention is applied to an image forming apparatus provided with an induction heating type fixing system will be described as an example. However, an applicable apparatus is not limited to this.
図1は、第1の実施の形態にかかる画像形成装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、画像形成装置10は、PSU(Power Supply Unit)20と、IHインバータ30と、コイルユニット40と、定着ユニット50と、出力制御装置1000と、を備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the image forming apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 includes a PSU (Power Supply Unit) 20, an
PSU20は、AC電源をもとに画像形成装置10の各回路への電源の供給を制御する。例えば、PSU20は、入力されたAC電源から画像形成装置10の各回路で必要な+24V、+5V等のDC電源を生成する。また、PSU20は、IHインバータ30、および、定着ユニット50内の加圧ローラ52を加熱する加圧ヒータ(図示せず)に対して、入力されたAC電源を定着リレー等を介して供給する。
The
IHインバータ30は、出力制御装置1000から送出される制御信号に従って、コイルユニット40内のメインコイル41を駆動するための電力を生成する。IHインバータ30は、コイル駆動回路31と、検出回路32と、を備えている。
The
コイル駆動回路31は、コイルユニット40内のメインコイルを駆動するための電力(第1の出力量の例)を発生する電力発生部(第1の機器の例)として機能する。具体的には、コイル駆動回路31は、PSU20から供給されるAC電源をもとに、出力制御装置1000からの制御信号に従ってメインコイル41に流れるコイル電流を生成し、メインコイル41を駆動する。
The
検出回路32は、電圧検出回路32aと、電流検出回路32bとを備えている。電圧検出回路32aは、コイル駆動回路31により出力される電力に対応する電圧を検出する。電流検出回路32bは、コイル駆動回路31により出力された電力に対応する電流(コイル電流)を検出する。本実施の形態では、IHインバータ30に入力される電力に対応する電圧および電流を検出することにより、コイル駆動回路31により出力される電力に対応する電圧および電流を検出する。
The
コイルユニット40は、誘導加熱方式で用いる各種コイル等を備える。コイルユニット40は、メインコイル41と、キャンセルコイル42と、サーモパイル43とを備えている。
The
メインコイル41は、定着ユニット50の定着ローラ51を渦電流で電磁誘導加熱するためのコイルである。メインコイル41は、IHインバータ30のコイル駆動回路31によりコイル電流が通電されると磁界を発生させる。定着ローラ51は、このようにして発生した磁界により渦電流が流れることにより加熱される。すなわち、定着ローラ51は、コイル駆動回路31により発生された電力(第1の出力量の例)により動作する第2の機器として機能する。そして、定着ローラ51により発生される熱エネルギーが第2の出力量に相当する。
The
キャンセルコイル42は、メインコイル41に発生する磁界に対して、この磁界を打ち消す方向に磁界を発生させるコイルである。
The cancel
サーモパイル43は、定着ローラ51の温度を検知する。なお、温度を検知可能なものであれば例えばサーミスタなどの他の温度検知手段を用いてもよい。
The
定着ユニット50は、定着ローラ51と加圧ローラ52とを備え、定着ローラ51による熱と加圧ローラ52による圧力により、記録紙に転写されているトナー像を定着させる。
The fixing
定着ローラ51は、未定着のトナー像が転写された記録紙を加熱するローラである。定着ローラ51は、メインコイル41により発生された磁界により流れる渦電流で電磁誘導加熱される。
The fixing
加圧ローラ52は、定着ローラ51に対向して所定圧で付勢されるローラである。
The
出力制御装置1000は、IHインバータ30がコイルユニット40に出力する電力を制御する。本実施の形態では、出力制御装置1000が、検出回路32による電力の検出結果をフィードバックすることにより、IHインバータ30から出力される電力が目標値となるように制御する。
The
出力制御装置1000は、制御処理に必要な各種情報を記憶するメモリ11と、制御処理を実行するCPU12とを備えている。以下、図2を用いて出力制御装置1000の機能構成について説明する。
The
図2は、第1の実施の形態にかかる出力制御装置1000の構成を示すブロック図である。本図に示すように、出力制御装置1000は、記憶部100と、調整部200と、制御部300と、変換部600と、を含んで構成されている。例えば、記憶部100が図1のメモリ11に相当する。また、調整部200、制御部300、および変換部600が図1のCPU12で実行される機能部に相当する。また、出力制御装置1000は、図1のコイル駆動回路31に相当する電力発生部400と、図1の検出回路に相当する検出部500とに接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
尚、以下の説明では、出力制御装置1000は、画像形成装置10である複合機の内部に組み込まれているものとして説明を行うが、フィードバック制御を行う装置であれば複合機以外の装置に適用することも可能である。
In the following description, the
記憶部100は、メモリ等の記憶媒体から構成される。記憶部100は、電力発生部400が出力する電力(以下、出力電力と呼ぶ。)の目標値(以下、目標電力と呼ぶ。)と、出力電力を増減するための補正量である減補正量(第1の補正量の例)および増補正量(第2の補正量の例)とを記憶する。減補正量とは、目標電力と変換部600によってデジタル信号に変換された帰還電圧(以下、フィードバック信号と呼ぶ。)とを比較して、出力電力が目標電力以上である場合に、出力電力を目標電力未満にするためのPWMデューティ補正量を表す。増補正量とは、出力電力が目標電力未満である場合に、出力電力を目標電力以上にするためのPWMデューティ補正量を表す。
The
尚、電力発生部400が出力する電力の平均値(以下、平均電力と呼ぶ。)が一定となるように、増補正量と減補正量は、異なる値(例えば、目標電力が50Wである場合には、増補正量は11%、減補正量は10%等の値)として記憶されている。本実施の形態においては、目標電力50W付近で補正量を操作した場合に、増補正量を11%に操作して電力を変更し、減補正量を10%に操作して電力を変更するときの例を示している。 The increase correction amount and the decrease correction amount are different values (for example, when the target power is 50 W) so that the average value of power output from the power generation unit 400 (hereinafter referred to as average power) is constant. Is stored as an increase correction amount of 11% and a decrease correction amount of 10%. In this embodiment, when the correction amount is operated near the target power of 50 W, the power is changed by operating the increase correction amount to 11% and the power is changed by operating the decrease correction amount to 10%. An example is shown.
調整部200は、変換部600において電圧値から変換されたフィードバック信号と、記憶部100に記憶された目標電力とを比較して、変換されたフィードバック信号が、目標電力以上であるか否かを判定する。そして、調整部200は、変換されたフィードバック信号が、目標電力以上であると判定した場合には、現PWM信号のデューティに対して、記憶部100に記憶された減補正量を減ずる等の演算を行って、制御部300に対してパルス信号を出力する。
The
また、調整部200は、電圧値から変換されたフィードバック信号と、目標電力とを比較して、変換されたフィードバック信号が、目標電力未満であると判定した場合には、現PWM信号のデューティに対して、記憶部100に記憶された増補正量を加える等の演算を行って、制御部300に対してパルス信号を出力する。
Further, when the
例えば、図3(a)に示すように、目標電力Aが50W、増補正量が11%、減補正量が10%であり、電力発生部400が出力した電力が、0Wから目標電力Aの近傍の41W(すなわち、本実施の形態のフィードバック制御を開始する場合における出力電力の初期値)にまで上昇し、この41Wに相当するフィードバック信号が、変換部600から出力されたとする。この場合、調整部200は、記憶部100が記憶する増補正量11%を読み取って、現PWM信号のデューティ(図に示すカッコ内の数値41%)に対して、増補正量である11%を加えた52%となるようなパルス信号を出力する。すなわち、補正後の電力値は52Wとなる。
For example, as shown in FIG. 3A, the target power A is 50 W, the increase correction amount is 11%, the decrease correction amount is 10%, and the power output by the
その後、出力された52Wに相当するフィードバック信号に従って、制御部300が調整した52Wの電力を目標電力A未満に制御するように、調整部200は補正した52%のPWM信号のデューティに対して減補正量10%を減じて42Wとなるようなパルス信号(42%)を出力する。
Thereafter, the
図3(b)は、目標電力A、増補正量および減補正量が図3(a)の場合と同じであるが、出力電力の初期値が図3(a)とは異なる49Wとした場合の例を示す図である。図3(b)に示す例では、初期値の相違によって、電力値が図3(a)に示す電力値の推移とは異なる推移をしているが、周期Tにおける電力値の平均は図3(a)に示す電力値と同じになっている。なお、周期Tの右端での電力値は周期Tでの平均値の算出には用いない。例えば図3(a)では、周期Tの左端での電力値41Wは平均値の算出に用いるが、右端での電力値41Wは平均値の算出に用いない。このように、増補正量による補正と、増補正量とは異なる減補正量による補正を繰り返し行うことによって、ある一定の周期Tにおいて、電力発生部400が出力した電力の平均値は、電力の初期値の値にかかわらず一定とすることができる。
FIG. 3B shows the case where the target power A, the increase correction amount, and the decrease correction amount are the same as those in FIG. 3A, but the initial value of the output power is 49 W, which is different from that in FIG. It is a figure which shows the example of. In the example shown in FIG. 3B, the power value has a different transition from the transition of the power value shown in FIG. 3A due to the difference in the initial value. The power value is the same as shown in (a). Note that the power value at the right end of the period T is not used for calculating the average value in the period T. For example, in FIG. 3A, the power value 41W at the left end of the period T is used for calculating the average value, but the power value 41W at the right end is not used for calculating the average value. In this way, by repeatedly performing the correction by the increase correction amount and the correction by the decrease correction amount different from the increase correction amount, the average value of the power output by the
尚、以下の説明では、増補正量の方が、減補正量よりも大きいものとして説明を行っているが、図4(a)、図4(b)に示すように、増補正量の方が減補正量よりも小さい場合(例えば、増補正量:10%、減補正量:11%)にも適用可能である。 In the following description, the increase correction amount is described as being larger than the decrease correction amount. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the increase correction amount is greater. Is smaller than the decrease correction amount (for example, increase correction amount: 10%, decrease correction amount: 11%).
制御部300は、PWM変換のための変換回路から構成され、調整部200から出力されたパルス信号を、PWM信号に変換して電力発生部400に出力する。
The
電力発生部400は、制御部300から出力されたPWM信号のデューティに対応する電力を発生させる。
The
検出部500は、電力を電圧に変換するための変換回路から構成され、電力発生部400が発生させた電力を検出し、検出した電力を電圧値に変換して、変換部600に変換した電圧値を出力する。
The
変換部600は、A/Dコンバータ等の変換器から構成され、検出部500が出力した電圧値をフィードバック信号に変換して調整部200に出力する。
The
次に、出力制御装置1000で行われる実行処理について説明する。
Next, execution processing performed by the
図5は、複合機の操作パネル(不図示)から、印刷処理等のアプリケーション実行の指示を受けた場合に、出力制御装置1000がフィードバック制御を行って、出力する電力を一定に保つように処理する場合の手順を示すフローチャートである。以下の説明では、出力制御装置1000を備えた複合機は、電源がON状態となった後、電力発生部400が、目標値近傍の電力(例えば、図4に示す初期値である41Wの電力)を出力し、変換部600が、その電力から変換された電圧値をフィードバック信号に変換して調整部200に出力した状態にあるものとする。
FIG. 5 illustrates a process in which the
本図に示すように、変換部600が変換したフィードバック信号が調整部200に出力されると、調整部200は、記憶部100に記憶される目標値を取得する(ステップS501)。調整部200は、取得した目標値と、出力されたフィードバック信号の電圧値とを比較して、フィードバック信号の電圧値が目標電力となる電圧値以上であるか否かを判定する(ステップS502)。
As shown in the figure, when the feedback signal converted by the
そして、フィードバック信号の電圧値が目標電力となる電圧値以上であると判定した場合(ステップS502;Yes)、調整部200は、フィードバック信号の電圧値から記憶部100に記憶された減補正量を減ずることによって、電力発生部400が出力する電力を目標電力となる電圧値未満となるようなデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する(ステップS504)。
Then, when it is determined that the voltage value of the feedback signal is equal to or higher than the voltage value that is the target power (step S502; Yes), the
一方、フィードバック信号の電圧値が目標電力となる電圧値未満であると判定した場合(ステップS502;No)、調整部200は、フィードバック信号の電圧値に記憶部100に記憶された増補正量を加えることによって、電力発生部400が出力する電力を目標電力となる電圧値以上となるようなデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する(ステップS503)。
On the other hand, when it is determined that the voltage value of the feedback signal is less than the voltage value that is the target power (step S502; No), the
制御部300は、ステップS503、またはステップS504で出力されたパルス信号をPWM信号に変換して電力発生部400に出力する(ステップS505)。以降、電力発生部400は、出力されたPWM信号に従って電力を発生し、検出部500が、出力された電力を検出して電圧値に変換し、さらに変換部600が、変換された電圧値をフィードバック信号に変換して調整部200に出力する。
The
このように、電力発生部400からの出力電力が目標電力となるようにフィードバック制御する場合において、出力電力が目標電力以上の場合には、出力電力から減補正量を減じて目標電力未満の電力となるようにフィードバック制御を行う。また、出力電力が目標電力未満の場合には、減補正量と異なる値の増補正量を出力電力に加えて目標電力以上の電力となるようにフィードバック制御を繰り返す。これにより、フィードバック制御を開始する場合の電力発生部400からの出力電力の初期値にかかわらず、電力発生部400からの出力電力の平均値を一定に保つことができる。すなわち、図3(a)、図3(b)や図4(a)、図4(b)に示すように、本実施の形態のフィードバック制御は、同一パターンの電力変動が繰り返されるので、1周期での平均電力は電力の初期値にかかわらず一定(目標電力)とすることができる。
As described above, when feedback control is performed so that the output power from the
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態においては、出力制御装置1000の電力発生部400が出力する電力の平均値を一定に保つために、出力電力が目標電力よりも大きいか、あるいは小さいかによって、異なる補正量を用いてフィードバック制御することとした。しかし、あらかじめ供給可能な電力が定められており、その供給可能な電力の範囲内において、フィードバック制御を行う必要がある場合がある。また、例えば、出力電力と、その電力を出力した際に生じた熱エネルギーの温度によって、出力電力を、より緻密にフィードバック制御したい場合も存在する。そこで、第2の実施の形態では、そのような場合に、電力および温度によって、出力電力をより緻密にフィードバック制御する場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the correction amount varies depending on whether the output power is larger or smaller than the target power in order to keep the average value of the power output by the
第2の実施の形態では、出力制御装置の機能構成が第1の実施の形態と異なるが、画像形成装置10のハードウェア構成は図1と同様であるため説明を省略する。以下、図6を用いて第2の実施の形態の出力制御装置2000の機能構成について説明する。 In the second embodiment, the functional configuration of the output control apparatus is different from that of the first embodiment. However, the hardware configuration of the image forming apparatus 10 is the same as that in FIG. Hereinafter, the functional configuration of the output control apparatus 2000 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
図6は、第2の実施の形態にかかる出力制御装置2000の構成を示すブロック図である。第2の実施の形態にかかる出力制御装置2000は、第1の実施の形態における記憶部100とは異なる記憶部110と、第1の実施の形態における調整部200とは異なる調整部210と、第1の実施の形態における変換部600とは異なる変換部610とを備えている点で、第1の実施の形態にかかる出力制御装置1000とは異なっている。以下の説明では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the output control apparatus 2000 according to the second embodiment. The output control apparatus 2000 according to the second embodiment includes a
なお、記憶部110は図1のメモリ11に相当する。また、調整部210、制御部300、および変換部610が図1のCPU12で実行される機能部に相当する。また、出力制御装置2000は、図1のコイル駆動回路31に相当する電力発生部400と、図1の検出回路32に相当する第1検出部510と、図1の定着ローラ51に相当するヒータ部710と、図1のサーモパイル43に相当する第2検出部720とに接続されている。
The
記憶部110は、第1の実施の形態における記憶部100が記憶する内容と同様の内容を記憶するほか、ヒータ部710が出力する熱エネルギーの温度の目標値(以下、目標温度と呼ぶ。)と、ヒータ部710が出力する熱エネルギーの温度を目標温度にフィードバック制御するための係数である比例係数(以下、単に比例係数と呼ぶ。)および微分係数(以下、単に微分係数と呼ぶ。)とを記憶している。
The
また、記憶部110は、出力電力と、ヒータ部710によって出力される熱エネルギーの温度とをフィードバックして新たなPWMデューティを算出するための算式を記憶する。具体的には、記憶部110は、調整部210が、変換部610によって出力されたフィードバック信号の電圧値が目標値未満であると判定した場合に、目標温度と、ヒータ部710が出力した温度(現在の電圧値について判定したときの温度(以下、現温度と呼ぶ。)、および直近の過去の電圧値について判定したときの温度(以下、前温度と呼ぶ。))とから、出力電力が目標値未満であると判定した場合におけるPWMデューティを補正するための以下の(1)式を記憶する。
PDnew=PDnow+T’×Kp−(Tn−Tp)×Kd ・・・(1)
In addition, the
PD new = PD now + T ′ × K p − (T n −T p ) × K d (1)
(1)式の中で、PDnewは、出力電力が目標値未満であると判定した場合において、新たに演算によって求めるPWMデューティ、PDnowは、現在出力されているPWMデューティ、T’は、目標温度と現温度との差分(目標温度−現温度)である。また、Kpは、比例係数、Kdは、微分係数であり、Tnは、現温度、Tpは、前温度を表している。 In the formula (1), when PD new is determined that the output power is less than the target value, PWM duty newly obtained by calculation, PD now is PWM duty currently output, and T ′ is It is the difference between the target temperature and the current temperature (target temperature-current temperature). K p is a proportional coefficient, K d is a differential coefficient, T n is a current temperature, and T p is a previous temperature.
尚、以下の説明では、ヒータ部710が出力する熱エネルギーをフィードバック制御するための係数として、比例係数と微分係数を用いた算式に従ってフィードバック制御(いわゆるPD制御)を行うものとして説明する。フィードバック制御の方法はこれに限られず、例えば、微分係数の変わりに積分係数等の他の係数を用いてフィードバック制御(例えば、PI制御等)することとしてもよい。 In the following description, it is assumed that feedback control (so-called PD control) is performed according to an equation using a proportional coefficient and a differential coefficient as a coefficient for feedback control of the thermal energy output from the heater unit 710. The feedback control method is not limited to this. For example, feedback control (for example, PI control) may be performed using another coefficient such as an integral coefficient instead of the differential coefficient.
調整部210は、第1の実施の形態における調整部200と同様の処理を行うほか、変換部610が出力したフィードバック信号の電圧値が目標値未満である場合に、記憶部110が記憶する上述の(1)式に従って演算し、PWMデューティを調整する。
The
また、調整部210は、演算後の電圧値が、変換部610から出力されたフィードバック信号の電圧値に記憶部110に記憶された増補正量を加えた値以上であるか否かを判定する。そして、調整部210は、演算後のPWMデューティが、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値未満であると判定した場合は、演算した電圧値でデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する。
Further, the
一方、調整部210は、演算後のPWMデューティが、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値以上であると判定した場合は、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値でデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する。
On the other hand, when the
第1検出部510は、図1の電圧検出回路32aに相当する大電圧検出部512と、図1の電流検出回路32bに相当する大電流検出部514とを含んで構成されている。
The
大電圧検出部512は、電力発生部400が出力した電力に対応する電圧(以下、大電圧と呼ぶ。)を、フィードバック信号を生成するための電圧(以下、第1小電圧と呼ぶ。)に変換する。
The large voltage detection unit 512 uses a voltage (hereinafter referred to as a high voltage) corresponding to the power output from the
大電流検出部514は、電力発生部400が出力した電力に対応する電流(以下、大電流と呼ぶ。)を、フィードバック信号を生成するための電圧(以下、第2小電圧と呼ぶ。)に変換する。
The large
ヒータ部710は、電力発生部400からの電力の供給を受けて、電力を熱エネルギーに変換して、制御対象となる装置(例えば、定着装置等)に、その熱エネルギーを出力する装置である。
The heater unit 710 is a device that receives power supplied from the
第2検出部720は、ヒータ部710が出力した熱エネルギーに伴って発生する温度をフィードバック信号を生成するための電圧(以下、第3小電圧と呼ぶ。)に変換する。そして、変換された第1小電圧、第2小電圧、第3小電圧が変換部610に入力されてフィードバック信号が出力されることとなる。
The
続いて、第2の実施の形態における出力制御装置2000で行われる実行処理について図7を用いて説明する。第2の実施の形態にかかる出力制御装置2000は、第1の実施の形態にかかる出力制御装置1000における処理と比べて、出力電力を温度によって制御する部分についての処理のみが異なる。そこで、第1の実施の形態にかかる処理と同一の処理(ステップS601〜S603、S608)についてはその説明を省略する。
Subsequently, an execution process performed by the output control apparatus 2000 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The output control device 2000 according to the second embodiment differs from the processing in the
調整部210が、フィードバック信号の電圧値が目標電力となる電圧値未満であると判定した場合(ステップS602;No)、調整部210は、さらに記憶部110から目標温度を取得する(ステップS604)。
When the
そして、調整部210は、変換部610から出力されたフィードバック信号の現在出力されているPWMデューティを補正するために、記憶部110に記憶する算式((1)式)に従って演算を行い、新たなPWMデューティを求める(ステップS605)。
Then, the
さらに、調整部210は、ステップS605で演算したPWMデューティが、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値以上であるか否かを判定する(ステップS606)。
Further, the
そして、ステップS605で演算したPWMデューティが、現在出力されているPWMデューティに記憶された増補正量を加えた値以上であると判定した場合(ステップS606;Yes)、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値のデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する(ステップS607)。
If it is determined that the PWM duty calculated in step S605 is equal to or greater than the current output PWM duty plus the stored increase correction amount (step S606; Yes), the currently output PWM duty A pulse signal for generating a PWM signal having a duty value obtained by adding the increase correction amount stored in the
一方、演算後のPWMデューティが、現在出力されているPWMデューティに記憶部110に記憶された増補正量を加えた値未満であると判定した場合(ステップS606;No)、ステップS605で演算したデューティのPWM信号を生成するためのパルス信号を出力する(ステップS608)。その後、制御部300は、ステップS607、S608で出力されたパルス信号をPWM信号に変換する(ステップS609)。
On the other hand, when it is determined that the calculated PWM duty is less than the current output PWM duty plus the increase correction amount stored in the storage unit 110 (step S606; No), the calculation is performed in step S605. A pulse signal for generating a duty PWM signal is output (step S608). Thereafter, the
このように、第2の実施の形態では、供給可能な電力を超えることが出来ない場合において、出力電力と、その電力を出力した際に生じた熱エネルギーの温度によって、出力電力をフィードバック制御する。これにより、供給可能な電力の上限値が定められている場合であっても、その供給可能な範囲において、より緻密に出力電力をフィードバック制御することができる。また、フィードバック制御を開始する場合の、電力発生部400からの出力電力の初期値にかかわらず、電力発生部400からの出力電力の平均値を一定に保つことができる。特に、出力制御装置2000を複合機に適用した場合には、電力による制御に加えて温度による制御を行うので、トナーの定着が速やかに行うことができ、あるいは処理された画像の品質を均一に保つことができる。
As described above, in the second embodiment, when the power that can be supplied cannot be exceeded, the output power is feedback-controlled by the output power and the temperature of the thermal energy generated when the power is output. . Thereby, even when the upper limit value of the power that can be supplied is determined, the output power can be more precisely feedback-controlled within the supplyable range. Further, the average value of the output power from the
尚、上述した各実施の形態においては、制御対象となる出力を電力や温度であるとして説明したが、制御対象となる出力を、例えば、明度や速度であるとしてフィードバック制御することとしても良い。このような工夫によって、複合機だけでなく様々な機器に本実施の形態と同様のフィードバック制御を適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the output to be controlled is described as being electric power or temperature, but the output to be controlled may be feedback controlled as being, for example, brightness or speed. By such a device, it is possible to apply feedback control similar to that of the present embodiment to various devices as well as the multi-function device.
なお、本実施の形態の出力制御装置1000、2000で実行されるプログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。本実施の形態の出力制御装置1000、2000で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
Note that programs executed by the
さらに、本実施の形態の出力制御装置1000、2000で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の出力制御装置1000、2000で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
Further, the program executed by the
本実施の形態の出力制御装置1000、2000で実行されるプログラムは、上述した各部(調整部、制御部、変換部等)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
The program executed by the
なお、上述した実施の形態では、複合機に出力制御装置を適用した例について説明したが、本発明は複合機に限る必要はなく、コピー機、ファクシミリ、プリンタを含む様々な装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the output control device is applied to the multifunction device has been described. However, the present invention is not limited to the multifunction device, and can be applied to various devices including a copying machine, a facsimile, and a printer. be able to.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明の実施態様は、以上に説明したような特定の実施形態に限定されるものではない。よって、添付のクレームおよびその均等物の発明の概念を超えない範囲で様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. The embodiments of the present invention are not limited to the specific embodiments as described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the concept of the invention of the appended claims and equivalents thereof.
以上のように、本発明にかかる出力制御装置、画像形成装置、出力制御方法は、フィードバック制御処理を行う際に有用であり、特に、制御対象となる出力量の初期値が変動する場合におけるフィードバック制御技術に適している。 As described above, the output control device, the image forming apparatus, and the output control method according to the present invention are useful when performing feedback control processing, and particularly feedback when the initial value of the output amount to be controlled fluctuates. Suitable for control technology.
100 記憶部
200 210 調整部
300 制御変換部
400 電力発生部
500 検出部
510 第1検出部
512 大電圧検出部
514 大電流検出部
600 610 変換部
710 ヒータ部
720 第2検出部
1000 2000 出力制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1の機器の出力を制御する制御手段と、
前記第1の機器によって出力された前記第1の出力量が、前記第1の出力量の目標値である第1の目標値未満である場合には、前記第1の出力量により動作する第2の機器が出力する第2の出力量と、前記第2の出力量の目標値である第2の目標値と、前記第1の補正量とに基づいて前記第1の出力量を補正し、前記第1の出力量が前記第1の目標値以上である場合には、前記第2の補正量に基づいて前記第1の出力量を補正する調整手段と、を備え、
前記制御手段は、補正した前記第1の出力量を出力するように前記第1の機器の出力を制御することを特徴とする出力制御装置。 The first correction amount for correcting the first output amount output from the first device to be controlled is different from the first correction amount for correcting the first output amount. Storage means for storing the correction amount of
Control means for controlling the output of the first device;
When the first output amount output by the first device is less than a first target value that is a target value of the first output amount, the first output amount that operates according to the first output amount. The first output amount is corrected based on the second output amount output by the second device, the second target value that is the target value of the second output amount, and the first correction amount. Adjusting means for correcting the first output amount based on the second correction amount when the first output amount is equal to or greater than the first target value;
The output control device, wherein the control means controls the output of the first device so as to output the corrected first output amount.
前記制御手段は、PWM信号により前記第1の機器の出力を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の出力制御装置。 The storage means stores the first correction amount and the second correction amount for correcting the duty of a PWM (Pulse Width Modulation) signal,
The output control apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls an output of the first device by a PWM signal.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の出力制御装置。 The first device is a device that generates electric power,
The output control apparatus of any one of Claims 1-3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の出力制御装置。 The second device is a device that generates thermal energy,
The output control apparatus of any one of Claims 1-4.
請求項5に記載の出力制御装置。 The first output amount is the electric power, and the second output amount is a temperature generated with the thermal energy.
The output control device according to claim 5.
請求項5に記載の出力制御装置。 The device that generates electric power is a motor,
The output control device according to claim 5.
前記加熱手段に供給する電力を発生する電力発生手段と、
前記電力発生手段が出力する電力を補正するための第1の補正量と、前記電力を補正するための前記第1の補正量とは異なる第2の補正量とを記憶する記憶手段と、
前記電力発生手段の出力を制御する制御手段と、
前記電力発生手段によって出力された前記電力が、前記電力の目標値未満である場合には、前記第1の補正量に基づいて前記電力を補正し、前記電力が前記目標値以上である場合には、前記第2の補正量に基づいて前記電力を補正する調整手段と、を備え、
前記制御手段は、補正した前記電力を出力するように前記電力発生手段の出力を制御することを特徴とする画像形成装置。 Heating means for heating the heating member of the fixing unit for fixing the toner image transferred to the recording medium in response to power supply;
Power generating means for generating power to be supplied to the heating means;
Storage means for storing a first correction amount for correcting the power output by the power generation means, and a second correction amount different from the first correction amount for correcting the power;
Control means for controlling the output of the power generating means;
When the power output by the power generation means is less than the target value of the power, the power is corrected based on the first correction amount, and when the power is equal to or greater than the target value. Comprises adjusting means for correcting the power based on the second correction amount,
The image forming apparatus, wherein the control unit controls the output of the power generation unit so as to output the corrected power.
前記制御手段は、PWM信号により前記第1の機器の出力を制御することを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The storage means stores the first correction amount and the second correction amount for correcting the duty of the PWM signal,
The image forming apparatus according to claim 8, wherein the control unit controls an output of the first device by a PWM signal.
制御手段が、前記第1の機器の出力を制御する第1制御ステップと、
調整手段が、前記第1の機器によって出力された前記第1の出力量が、前記第1の出力量の目標値である前記第1の目標値未満である場合には、前記第1の出力量により動作する第2の機器が出力する第2の出力量と、前記第2の出力量の目標値である第2の目標値と、前記第1の補正量とに基づいて前記第1の出力量を補正し、前記第1の出力量が前記第1の目標値以上である場合には、前記第2の補正量に基づいて前記第1の出力量を補正する調整ステップと、
制御手段が、補正した前記第1の出力量を出力するように前記第1の機器の出力を制御する第2制御ステップと、
を含むことを特徴とする出力制御方法。 The first correction amount for correcting the first output amount output from the first device to be controlled is different from the first correction amount for correcting the first output amount. An output control method executed in an output control device comprising a storage means for storing the correction amount of
A control means for controlling an output of the first device;
When the adjusting means has the first output amount output by the first device less than the first target value, which is a target value of the first output amount, the first output amount. The first output based on the second output amount output from the second device that operates according to the force amount, the second target value that is the target value of the second output amount, and the first correction amount. An adjustment step of correcting an output amount, and correcting the first output amount based on the second correction amount when the first output amount is equal to or greater than the first target value;
A second control step, wherein the control means controls the output of the first device so as to output the corrected first output amount;
The output control method characterized by including.
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